一种氨基接枝生物炭及其制备方法与应用

本发明涉及生物质能源领域，具体提供一种氨基接枝生物炭及其制备方法与应用。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本发明有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

2、光催化降解有机污染物是一种绿色的环境修复技术，除了光之外不需要额外的能量。然而，仅靠光辐射，有机污染物的降解效率很低，添加催化剂可以提高光催化的氧化性。生物炭是在无氧条件下通过热解废弃生物质(如农业残留物和木粉)产生的，是一种新型的碳质材料，且具有相对较低的成本和可持续性，若能作为一种经济的催化剂，将具有显著优势。

3、然而，研究发现，生物炭的光催化活性和可见光反应较差，生物炭的功能结构导致其具有类似半导体的能力，在目前的研究中，它更多地被用作半导体载体而不是光催化剂。因此，提供一种以生物炭为原料的生物炭基光催化剂将具有广泛应用前景。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种氨基接枝生物炭及其制备方法与应用，所述氨基接枝生物炭(agpc)是以多聚磷酸(ppa)/五氧化二磷(p2o5)为媒介，通过friedel-crafts酰化，将环保且具有生物相容性的l-苯丙氨酸附着在生物炭的边缘部位(c-h、c-oh)而实现的。本发明为合理设计、开发更高效的生物炭光催化材料提供了新的思路，并有望扩大其在环境修复中的应用。

2、本发明第一方面提供一种氨基接枝生物炭的制备方法，包括：以多聚磷酸和五氧化二磷作为反应媒介，采用l-苯丙氨酸对生物炭进行氨基化处理，得到氨基接枝生物炭。

3、本发明第二方面提供一种上述方法制备得到的氨基接枝生物炭。

4、本发明第三方面提供上述氨基接枝生物炭在光催化降解有机污染物中的应用。

5、上述本发明的一种或多种技术方案取得的有益效果如下：

6、1.本发明通过friedel-crafts化学酰化对大蒜皮生物炭进行处理，得到一种氨基接枝生物炭，氨基的接枝能有效提升生物炭的光催化降解能力。实验结果表明，氨基接枝生物炭对罗丹明b的光降解效率可达到81％，具有良好的光催化效果。

7、2.本发明所提供的氨基接枝生物炭的制备方法，过程简单、环境友好，以可再生、成本低的方式提高了生物炭的利用价值，以农业废弃物为原料，变废为宝，有效降低了农业废弃物任意丢弃造成的环境污染，实现了农业废弃物的高附加值利用。

技术特征：

1.一种氨基接枝生物炭的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：以多聚磷酸和五氧化二磷作为反应媒介，采用l-苯丙氨酸对生物炭进行氨基化处理，得到氨基接枝生物炭。

2.如权利要求1所述的氨基接枝生物炭的制备方法，其特征在于：所述生物炭的制备方法为：将大蒜皮于惰性气氛下在管式炉中烧结，冷却至室温后取出研磨，得到生物炭。

3.如权利要求2所述的氨基接枝生物炭的制备方法，其特征在于：所述烧结温度为400-800℃，烧结时间为1-3h。

4.如权利要求1所述的氨基接枝生物炭的制备方法，其特征在于：所述生物炭、多聚磷酸、五氧化二磷、l-苯丙氨酸的质量比为1:50:10:1。

5.如权利要求1所述的氨基接枝生物炭的制备方法，其特征在于：所述氨基化处理是在搅拌下完成的，搅拌温度为120-150℃，搅拌时间为60-76h。

6.如权利要求5所述的氨基接枝生物炭的制备方法，其特征在于：搅拌后，冷却到50-60℃时加超纯水稀释。

7.如权利要求6所述的氨基接枝生物炭的制备方法，其特征在于：超纯水稀释后，离心收集得到的沉淀物，在搅拌下用超纯水和甲醇分别清洗一天，然后过滤、洗涤、干燥、研磨，即得氨基接枝生物炭。

8.如权利要求7所述的氨基接枝生物炭的制备方法，其特征在于：所述干燥温度为55-65℃，干燥时间为12-24h，研磨氨基接枝生物炭至粒度为120-140目。

9.权利要求1-8任一项所述的氨基接枝生物炭的制备方法得到的氨基接枝生物炭。

10.权利要求9所述的氨基接枝生物炭在光催化降解有机污染物中的应用。

技术总结
本发明涉及生物质能源领域，具体提供一种氨基接枝生物炭及其制备方法与应用。所述氨基接枝生物炭的制备方法包括如下步骤：以多聚磷酸和五氧化二磷作为反应媒介，采用L‑苯丙氨酸对生物炭进行氨基化处理，得到氨基接枝生物炭。本发明以多聚磷酸(PPA)/五氧化二磷(P<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;)为媒介，通过Friedel‑Crafts酰化，将环保且具有生物相容性的L‑苯丙氨酸附着在生物炭的边缘部位，得到了具有优异光催化效果的氨基接枝生物炭，为合理设计、开发更高效的生物炭光催化材料提供了新的思路，并有望扩大其在环境修复中的应用。

技术研发人员：蔡红珍,姜戌雅,韩祥生,杨科研,刘建彪,任俊超
受保护的技术使用者：山东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13